JP2007215927A

JP2007215927A - 内視鏡プロセッサ、擬似カラー画像生成プログラム、及び蛍光内視鏡システム

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Publication number: JP2007215927A
Application number: JP2006042699A
Authority: JP
Inventors: Mitsufumi Fukuyama; 三文福山
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】蛍光の発光量の低い領域と高い領域とを視認しやすい擬似カラー画像を作成する。
【解決手段】内視鏡プロセッサ４０はＡＧＣ回路４４及び擬似カラー画像演算回路４６等を有する。光源ユニットは被写体に参照光と励起光とを交互に照射する。参照光が照射されるときに、撮像素子５２は参照光画像信号を生成する。励起光が照射されるときに、撮像素子５２は蛍光画像信号を生成する。参照光画像信号に基づいて、ＡＧＣ回路４４は蛍光画像信号の輝度成分の正規化を行なう。参照光画像信号と正規化された蛍光画像信号とに基づいて、擬似カラー画像演算回路４６は相対輝度を算出する。擬似カラー画像演算回路４６は、相対輝度の低い領域と高い領域に色付けを行なった擬似カラー画像を作成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自家蛍光を利用した電子内視鏡システムにおいて、病変部の特定に寄与する擬似カラー画像を作成する内視鏡プロセッサに関する。

紫外線等の特定の波長の光（励起光）を生体組織に照射することにより、生体組織が蛍光を発する自家蛍光が知られている。また、がん細胞等の病変部においてはこの蛍光の光量が低いことが知られている。この性質を利用した電子内視鏡システムが知られている（特許文献１参照）。

即ち、白色光等の参照光を照射した時の画像と励起光を照射した時の画像を比較して、励起光を照射した時の画像では暗く、参照光を照射した時の画像では明るい画素を抽出する信号処理を行い、この画素を着色した擬似カラー画像を表示することにより、病変部の特定を可能としていた。

呼吸器系では一般的に病変部の蛍光の光量は低いが、消化器系等では病変部において健常部より蛍光の光量が大きいこともある。従って、消化器系等においては特許文献１の電子内視鏡システムを用いても、病変部の特定を行なうには不十分となることがあった。
特開２００３−２９０１３０号公報

したがって、本発明では、病変部における蛍光の光量が健常部における蛍光の光量より大きい場合でも小さい場合でも、病変部の特定を容易にする擬似カラー画像を作成する内視鏡プロセッサの提供を目的とする。

本発明の内視鏡プロセッサは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段から参照光が照射される時に生成される画像信号である参照光画像信号と励起光が照射される時に生成される画像信号である蛍光画像信号とを受信する受信部と、参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、同一の領域における参照光輝度に対する蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における蛍光輝度からの参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と相対輝度または輝度差が第２の閾値より大きい領域とが参照光画像または蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部とを備えることを特徴としている。

なお、参照光画像或いは自家蛍光画像の一方を基準として他方の画像の輝度を正規化する正規化処理部を備え、画像信号生成部が参照光輝度或いは蛍光輝度のいずれか一方を正規化された参照光輝度或いは正規化された蛍光輝度に置換えて擬似カラー画像信号を生成することが好ましい。

また、正規化は、参照光画像または自家蛍光画像のいずれか一方の正規化を行う画像全体の平均輝度に対する他方の画像全体の平均輝度の比である平均輝度比を求め、正規化を行なう画像を構成する各領域の輝度に平均輝度比を乗じることにより行なわれることが好ましい。

また、画像信号生成部は、相対輝度または輝度差が第１の閾値より小さい領域と相対輝度または輝度差が第２の閾値より大きい領域とが、同じ第１の色となるように擬似カラー画像信号を生成することが好ましい。さらには、画像信号生成部は、第１の閾値より大きな第３の閾値に比べて相対輝度または輝度差が小さい領域と第２の閾値より小さな第４の閾値に比べて相対輝度または輝度差が大きい領域とが同じ第２の色となるように擬似カラー画像信号を生成することが好ましい。

または、画像信号生成部は、相対輝度または輝度差に応じて領域の色相を色相環に沿って変化させるように擬似カラー画像信号を生成することが好ましい。さらには、画像信号生成部は、相対輝度または輝度差が予め定められる基準値である領域を色相環上の第３の色となるように変化させ、相対輝度または輝度差が基準値より大きな領域の色相を色相環の第１の方向に沿って第３の色から変化させ、相対輝度または輝度差が基準値より小さな領域の色相を色相環の第１の方向と逆の第２の方向に沿って第３の色から変化させるように擬似カラー画像データを生成することが好ましい。

また、被写体を照射する光を参照光と励起光のいずれかに切替える切替え部と、被写体へ照射する光が参照光に切替えられている間に生成される画像信号を参照光画像信号に定め被写体へ照射する光が励起光に切替えられている間に生成される画像信号を蛍光画像信号に定める設定部とを備えることが好ましい。

また、擬似カラー画像を表示するモニタに参照光画像及び自家蛍光画像のいずれか一方、或いは両方を擬似カラー画像とともに表示させることが好ましい。

本発明の擬似カラー画像作成プログラムは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段から参照光が照射される時に生成される画像信号である参照光画像信号と励起光が照射されるときに生成される画像信号である蛍光画像信号とを受信する受信部と、参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、同一の領域における参照光輝度に対する蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における蛍光輝度からの参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と相対輝度または輝度差が第２の閾値より大きい領域とが参照光画像または蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部として内視鏡プロセッサを機能させることを特徴としている。

本発明の蛍光内視鏡システムは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段と、参照光が照射される時に生成される画像信号である参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と励起光が照射される時に生成される画像信号である蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、同一の領域における参照光輝度に対する蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における蛍光輝度からの参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と相対輝度または輝度差が第２の閾値より大きい領域とが参照光画像または蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部と、擬似カラー画像を表示するモニタを備えることを特徴としている。

本発明によれば、蛍光の発光量が相対的に大きな箇所及び小さな箇所の何れも視認しやすい擬似カラー画像の作成が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡５０、及びモニタ６０によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡５０、及びモニタ６０に接続される。電子内視鏡５０の撮影により生成する画像信号が内視鏡プロセッサ２０に送られる。

内視鏡プロセッサ２０では、電子内視鏡５０から得られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はビデオ信号としてモニタ６０に送られ、送られたビデオ信号に相当する画像がモニタ６０に表示される。

内視鏡プロセッサ２０には、光源ユニット３０、画像処理ユニット４０、システムコントローラ２１、及びタイミングコントローラ２２等が設けられる。後述するように、光源ユニット３０から被写体を照明するための光が発光される。また、後述するように、画像処理ユニット４０では画像信号に対して所定の信号処理が施される。システムコントローラ２１により内視鏡プロセッサ２０全体の動作が制御される。タイミングコントローラ２２により内視鏡プロセッサ２０の各部位における動作のタイミングが調整される。

内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続すると、光源ユニット３０と電子内視鏡５０に設けられるライトガイド５１とが光学的に接続される。また、内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続すると、画像処理ユニット４０と電子内視鏡５０に設けられる撮像素子５２とが、撮像素子駆動回路２３を介してタイミングコントローラ２２と撮像素子５２とが電気的に接続され、更にシステムコントローラ２１と電子内視鏡５０に設けられる操作入力部５３とが電気的に接続される。

次に、光源ユニット３０の内部構成について図２を用いて詳細に説明する。図２は、光源ユニット３０の内部構成を概略的に示すブロック図である。

光源ユニット３０は、参照用光源３１Ｗ、励起用光源３１Ｆ、シャッタ３２、絞り３３、集光レンズ３４、参照用光源電源回路３５、励起用光源制御回路３６、シャッタ駆動回路３７、及び絞り駆動回路３８等によって構成される。なお、参照用光源３１Ｗからは、白色光等の参照光が発光される。励起用光源３１Ｆからは、紫外線等の特定の波長の励起光が発光される。

参照用光源３１Ｗから照射された参照光をライトガイド５１の入射端に導くための光路中に絞り３３、シャッタ３２、ダイクロイックミラー３９、及び集光レンズ３４が設けられる。参照用光源３１Ｗが発光する参照光は、ダイクイロックミラー３９を透過し、集光レンズ３４で集光されてライトガイド５１の入射端に入射される。参照用光源３１Ｗへの電力は、参照用光源電源回路３５から供給される。

絞り３３の開口率を調整することにより、参照光の光量が調整される。絞り３３の開口率調整は、第１モータＭ１を駆動することにより実行される。第１モータＭ１の駆動は、絞り駆動回路３８により制御される。絞り駆動回路３８は、システムコントローラ２１を介して画像処理ユニット４０に接続される。

後述するように撮像素子５２において生成する画像信号に基づき、撮像した画像の輝度が画像処理ユニット４０によって検出される。検出された画像全体の輝度は、システムコントローラ２１を介して絞り駆動回路３８に送られる。第１モータＭ１の駆動量は、画像全体の受光量に応じて絞り駆動回路３８により求められる。

シャッタ３２は、例えば図３に示すロータリーシャッタであり、入射端への参照光の通過と遮光が切替えられる。参照光を通過させる場合は、開口部３２ｏが参照光の光路中に挿入される。参照光を遮光する場合は、遮光部３２ｓが参照光の光路中に挿入される。シャッタ３２は、シャッタ駆動回路３７により動作が制御される第２モータＭ２により駆動される。

励起用光源３１Ｆから照射される参照光はダイクロイックミラー３９により反射され、集光レンズ３４で集光されてライトガイド５１の入射端に入射される。励起用光源３１Ｆの発光及び消灯動作は励起用光源制御回路３６によって制御される。

シャッタ駆動回路３７及び励起用光源制御回路３６は、タイミングコントローラ２２に接続される。シャッタ３２による参照光の通過と遮光のタイミングを制御するためのシャッタタイミング信号が、タイミングコントローラ２２からシャッタ駆動回路３７に出力される。また、励起用光源３１Ｆの発光と消灯のタイミングを制御するための励起光タイミング信号が、タイミングコントローラ２２から励起用光源制御回路３６に出力される。

なお、シャッタタイミング信号および励起光タイミング信号の信号強度は、ＨＩＧＨとＬＯＷとのいずれかに切替え可能である。

シャッタタイミング信号がＨＩＧＨであるときには、シャッタ駆動回路３７によって参照光を通過させるようにシャッタ３２が駆動される。シャッタタイミング信号がＬＯＷであるときには、シャッタ駆動回路３７によって参照光を遮光するようにシャッタ３２が駆動される。

なお、励起光タイミング信号がＨＩＧＨであるときには、励起用光源制御回路３６によって励起用光源３１Ｆから励起光が発光される。励起光タイミング信号がＬＯＷであるときには、励起用光源制御回路３６によって励起用光源３１Ｆが消灯される。

タイミングコントローラ２２において、シャッタタイミング信号がＨＩＧＨであるときには、励起光タイミング信号がＬＯＷに切替えられる。また、タイミングコントローラ２２において、励起光タイミング信号がＨＩＧＨであるときには、励起光タイミング信号がＬＯＷに切替えられる。従って、シャッタ３２によって参照光を通過させるときに励起用光源３１Ｆは消灯される。また、励起用光源３１Ｆから励起光を発光させる時に参照光はシャッタ３２により遮光される。

参照用光源電源回路３５および励起用光源制御回路３６は、システムコントローラ２１に接続される。システムコントローラ２１によって参照用光源電源回路３５及び励起用光源制御回路３６の起動と停止が切替えられる。

次に電子内視鏡５０の構成について図１を用いて詳細に説明する。電子内視鏡５０には、ライトガイド５１、撮像素子５２、操作入力部５３、及び励起光カットフィルタ５４等が設けられる。ライトガイド５１は、内視鏡プロセッサ２０との接続部分から電子内視鏡５０の挿入管５５の先端まで延設される。

前述のように光源ユニット３０から出射される参照光または励起光がライトガイド５１の入射端に入射される。入射端に入射された光は、出射端まで伝達される。ライトガイド５１の出射端から出射する光が、配光レンズ５６を介して挿入管５５先端付近に照射される。

撮像素子５２は、参照光が連続して照射される間、或いは励起光が連続して照射される間に少なくとも１フィールドずつの被写体像を撮像するように、撮像素子駆動回路２３によって駆動される。なお、撮像素子駆動回路２３の動作はタイミングコントローラ２２によって制御される。

参照光が照射されたときの被写体の反射光による光学像及び励起光が照射されたときの被写体の蛍光による光学像が、対物レンズ５７によって撮像素子５２の受光面に結像させられる。

なお、励起光照射時は、励起光カットフィルタ５４により対物レンズ５７を介して入射した光から被写体で反射された励起光成分が除去される。励起光成分が除去されることにより、被写体である生体組織が発する蛍光成分のみが、撮像素子５２により撮像される。撮像動作の実行により、撮像素子５２により画像信号が生成される。画像信号は画像処理ユニット４０に送られる。

次に画像処理ユニット４０の構成について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、画像処理ユニット４０の内部構成を概略的に示すブロック図である。画像処理ユニット４０は、前段信号処理回路４１、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂ、スイッチ回路４３、ＡＧＣ回路４４、ノイズリダクション回路４５、擬似カラー画像演算回路４６、及び後段信号処理回路４７等によって構成される。

撮像素子５２から送られる画像信号は、前段信号処理回路４１に入力される。前段信号処理回路４１において、画像信号はアナログ信号からデジタル信号に変換される。更に、デジタル信号に変換された画像信号に対して補間処理やホワイトバランス等の所定の信号処理が行われる。

また、前述のように、前段信号処理回路４１において撮像した画像全体の輝度が検出される。検出された輝度は、システムコントローラ２１を介して絞り駆動回路３８に送られる。得られた輝度に基づいて、絞り３３の開口率を調整するように第１モータＭ１は絞り駆動回路３８により駆動される。

前段信号処理回路４１の出力端は第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂ、及びスイッチ回路４３に設けられる第２、第４入力端４３ｉｎ２、４３ｉｎ４に並列に接続される。なお、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂは例えばＤＲＡＭが用いられる。

第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂに画像信号が格納される。また、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂから格納された画像信号が読出される。第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂから読出される画像信号は、それぞれスイッチ回路４３に設けられる第１、第３入力端４３ｉｎ１、４３ｉｎ３に送られる。

第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂへの画像信号の格納及び読出しのタイミングは、タイミングコントローラ２２によって制御される。後述するように、第１メモリ４２ａには、被写体に参照光を照射した時に生成される画像信号である参照光画像信号が格納される。また、第２メモリ４２ｂには、被写体に励起光を照射した時に生成される画像信号である蛍光画像信号が格納される。

スイッチ回路４３には、第１〜第４入力端４３ｉｎ１〜４３ｉｎ４、第１、第２出力端４３ｏｕｔ１、４３ｏｕｔ２、及び第１、第２のスイッチｓｗ１、ｓｗ２が設けられる。第１スイッチｓｗ１により、第１出力端４３ｏｕｔ１は、第１、第２入力端４３ｉｎ１、４３ｉｎ２のいずれかと接続または両者との接続を解除するように切替えられる。また、第２スイッチｓｗ２により、第２出力端４３ｏｕｔ２は、第３、第４入力端４３ｉｎ３、４３ｉｎ４のいずれかと接続または両者との接続を解除するように切替えられる。

第１スイッチｓｗ１及び第２スイッチｓｗ２の切替えは、タイミングコントローラ２２から出力されるタイミング信号に基づいて行なわれる。後述するように、第１出力端４３ｏｕｔ１からは参照光画像信号が、また第２出力端４３ｏｕｔ２からは蛍光画像信号が出力される。

後述するように、内視鏡プロセッサ２０の動作モードに応じて，第１、第２出力端４３ｏｕｔ１、４３ｏｕｔ２から出力される画像信号がＡＧＣ回路４４に読出される。ＡＧＣ回路４４において送られた画像信号のゲイン（増幅利得）の調整が行われる。

ゲイン調整の行われた画像信号は、ノイズリダクション回路４５に送られる。ノイズリダクション回路４５において、送られた画像信号のノイズが低減化される。ノイズの低減化された画像信号は、擬似カラー画像演算回路４６に送られる。後述するように擬似カラー画像をモニタ６０に表示させる擬似カラーモードに設定されているとき、擬似カラー画像演算回路４６において参照光画像信号と蛍光画像信号とに基づいて擬似カラー画像信号が生成される。

擬似カラー画像信号は、後段信号処理回路４７に送られる。なお、内視鏡プロセッサ２０の動作モードが、擬似カラーモード以外のモードに設定されているときは、擬似カラー画像演算回路４６における擬似カラー画像信号の生成は行われず、ノイズリダクション回路４５から出力される画像信号がそのまま、後段信号処理回路４７に送られる。

後段信号処理回路４７に送られた擬似カラー画像信号または画像信号に対して、クランプ、ブランキング処理等の所定の信号処理が施され、またこれらの画像信号はデジタル信号からアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換された画像信号は、モニタ６０に送られる。送られた画像信号に相当する画像がモニタ６０に表示される。

次に、内視鏡プロセッサ２０に設定される動作モード、および各動作モードにおいて実行される動作について説明する。

内視鏡プロセッサ２０には、参照光画像モード、自家蛍光画像モード、及び擬似カラー画像モードが設けられる。さらに、擬似カラー画像モードでは、単画像表示または複数画像表示を行うことが可能である。

各動作モードにおける内視鏡プロセッサ２０の各部位における動作について、順番に説明する。なお、動作モードの切替えは、電子内視鏡５０の操作入力部５３に対する操作入力により行われる。

まず、参照光画像モードにおける動作について図８を用いて説明する。参照光画像モードでは、参照光を照射した被写体の画像である参照光画像をモニタ６０に表示するように、内視鏡プロセッサ２０の動作が実行される。

まず、システムコントローラ２１により参照用光源電源回路３５が起動され、参照用光源３１Ｗから参照光が発光される。また、シャッタタイミング信号はＨＩＧＨのまま維持され、被写体には参照光が照射され続ける。また、システムコントローラ２１により励起用光源制御回路３６が停止され、被写体に励起光は照射されない。

このときに撮像素子５２に生成される参照光画像信号は前段信号処理回路４１に送られ、前述のように所定の信号処理が施される。タイミングコントローラ２２は、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂへの参照光画像信号の格納を停止させる。

さらに、第２入力端４３ｉｎ２と第１出力端４３ｏｕｔ１とを接続するように、タイミングコントローラ２２によって第１スイッチｓｗ１の切替が行われる。なお、第２出力端４３ｏｕｔ２は、第３、第４入力端４３ｉｎ３、４３ｉｎ４のいずれとも接続が解除されるように第２スイッチｓｗ２が制御される。ＡＧＣ回路４４がタイミングコントローラ２２に制御されることにより、第１出力端４３ｏｕｔ１から出力される参照光画像信号のみがＡＧＣ回路４４に読出される。

従って、前段信号処理回路４１において所定の信号処理の施された参照光画像信号は、そのままＡＧＣ回路４４に送られる。ＡＧＣ回路４４においてゲイン調整が行なわれ、次にノイズリダクション回路４５においてノイズの低減化が行われる。ノイズが低減化された参照光画像信号は擬似カラー画像演算回路４６に送られる。

参照光画像モードにおいては、擬似カラー画像演算回路４６における擬似カラー画像信号の生成は行われず、ノイズリダクション回路４５から出力される参照光画像信号がそのまま、後段信号処理回路４７に送られる。

後段信号処理回路４７において、送られた参照光画像信号に対して前述のように所定の信号処理が施される。所定の信号処理の施された参照光画像信号はビデオ信号としてモニタ６０に送られ、参照光画像が表示される。

次に、自家蛍光画像モードにおける動作について説明する。自家蛍光画像モードでは、被写体の発する自家蛍光の画像である自家蛍光画像をモニタ６０に表示するように、内視鏡プロセッサ２０の動作が実行される。

まず、システムコントローラ２１により励起用光源制御回路３６が起動され、タイミングコントローラ２２からはＨＩＧＨ状態の励起光タイミング信号が励起用光源制御回路３６に送られる。励起用光源制御回路３６から励起用光源３１Ｆに電力が供給され、励起用光源３１Ｆから励起光が発光される。

励起光タイミング信号はＨＩＧＨのまま維持され、被写体には励起光が照射され続ける。また、システムコントローラ２１により参照用光源電源回路３５が停止され、被写体に参照光は照射されない。

このとき撮像素子５２に生成される蛍光画像信号は前段信号処理回路４１に送られ、前述のように所定の信号処理が施される。タイミングコントローラ２２は、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂへの画像信号の格納を停止させる。

さらに、第４入力端４３ｉｎ４と第２出力端４３ｏｕｔ２とを接続するように、タイミングコントローラ２２によって第２スイッチｓｗ２の切替が行われる。なお、第１出力端４３ｏｕｔ１は、第１、第２入力端４３ｉｎ１、４３ｉｎ２のいずれとも接続が解除されるように第１スイッチｓｗ１が制御される。ＡＧＣ回路４４がタイミングコントローラ２２に制御されることにより、第２出力端４３ｏｕｔ２から出力される蛍光画像信号のみがＡＧＣ回路４４に読出される。

従って、前段信号処理回路４１において所定の信号処理の施された蛍光画像信号は、そのままＡＧＣ回路４４に送られる。ＡＧＣ回路４４においてゲイン調整が行われ、次にノイズリダクション回路４５においてノイズの低減化が行われる。ノイズが低減化された蛍光画像信号は擬似カラー画像演算回路４６に送られる。

蛍光画像モードにおいては、擬似カラー画像演算回路４６における擬似カラー画像信号の生成は行われず。ノイズリダクション回路４５から出力される画像信号がそのまま後段信号処理回路４７に送られる。

後段信号処理回路４７において、送られた蛍光画像信号に対して前述のように所定の信号処理が施される。所定の信号処理の施された蛍光画像信号はビデオ信号としてモニタ６０に送られ、自家蛍光画像が表示される。

次に擬似カラー画像モードにおける動作について説明する。擬似カラー画像モードでは、自家蛍光の発光量の大きな位置及び小さな位置に色付けを行なった参照光画像である擬似カラー画像をモニタ６０に表示するように、内視鏡プロセッサ２０の動作が実行される。

まず、システムコントローラ２１により参照用光源電源回路３５及び励起用光源制御回路３６が起動され、参照用光源３１Ｗから参照光が発光され、励起用光源３１Ｆに電力を供給可能になる。また、タイミングコントローラ２２から、シャッタタイミング信号がシャッタ駆動回路３７に、励起光タイミング信号が励起用光源制御回路３６に送られる。

タイミングコントローラ２２により、シャッタタイミング信号がＨＩＧＨであるときに励起光タイミング信号はＬＯＷに切替えられ、シャッタタイミング信号はＬＯＷであるときに励起光タイミング信号はＨＩＧＨに切替えられる。シャッタタイミング信号と励起光タイミング信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷを交互に切替えることにより、被写体には参照光と励起光とが交互に照射される。

前述のように、被写体に参照光が照射されているときに参照光画像信号が生成される。参照光画像信号は前段信号処理回路４１に送られ、前述のように所定の信号処理が施される。

また、被写体に参照光が照射されている時に、タイミングコントローラ２２により第１メモリ４２ａが駆動されて、前段信号処理回路４１から出力される参照光画像信号は第１メモリ４２ａに格納される。またこの時にタイミングコントローラ２２により第２メモリ４２ｂが駆動されて、第２メモリ４２ｂに格納されている蛍光画像信号が出力可能になる。

また、被写体に参照光が照射されている時に、タイミングコントローラ２２により、第２入力端４３ｉｎ２と第１出力端４３ｏｕｔ１とが接続されるように第１スイッチｓｗ１が駆動され、第３入力端４３ｉｎ３と第２出力端４３ｏｕｔ２とが接続されるように第２スイッチｓｗ２が駆動される。

前述のように、被写体に励起光が照射されているときに蛍光画像信号が生成される。蛍光画像信号は前段信号処理回路４１に送られ、前述のように所定の信号処理が施される。

また、被写体に励起光が照射されている時に、タイミングコントローラ２２により第２メモリ４２ｂが駆動されて、前段信号処理回路４１から出力される蛍光画像信号は第２メモリ４２ｂに格納される。またこの時にタイミングコントローラ２２により第１メモリ４２ａが駆動されて、第１メモリ４２ａに格納されている参照光画像信号が出力可能となる。

また、被写体に励起光が照射されている時に、タイミングコントローラ２２により第４入力端４３ｉｎ４と第２出力端４３ｏｕｔ２とが接続されるように第２スイッチｓｗ２が駆動され、第１入力端４３ｉｎ１と第１出力端４３ｏｕｔ１とが接続されるように第１スイッチｓｗ１が駆動される。

擬似カラー画像モードにおいては、第１出力端４３ｏｕｔ１から参照光画像信号が、第２出力端４３ｏｕｔ２から蛍光画像信号が、ＡＧＣ回路４４に読出される。従って、被写体に参照光が照射された時は、その時に生成された参照光画像信号とその前のタイミングで第２メモリ４２ｂに格納された蛍光画像信号とが、ＡＧＣ回路４４に読出される。また、被写体に励起光が照射された時は、その時に生成された蛍光画像信号とその前のタイミングで第１メモリ４２ａに格納された参照光画像信号とが、ＡＧＣ回路４４に読出される。

擬似カラー画像モードにおいては、ＡＧＣ回路４４がゲイン調整を行うことにより、蛍光画像信号の輝度信号成分が参照光画像信号の輝度信号成分に基づいて正規化される。自家蛍光の光量は参照光の反射光の光量より低いため、正規化を行なうことにより自家蛍光画像全体の輝度が参照光画像全体の輝度に合致するように調整される。

正規化についてさらに詳細に説明する。撮像素子５２に生成する画像信号には、撮像素子５２の受光面を形成する画素（図示せず）における受光量に相当する画素信号成分が含まれている。画素信号成分ごとに、各画素における輝度が前段信号処理回路４１において検出される。

ＡＧＣ回路４４では、蛍光画像信号におけるすべての画素の輝度の平均値に対する参照画像信号におけるすべての画素の輝度の平均値の比である平均輝度比が求められる。蛍光画像信号における各画素の輝度に平均輝度比が乗じられることにより、蛍光画像信号の正規化が行なわれる。

参照光画像信号及び正規化の行なわれた蛍光画像信号は、ノイズリダクション回路４５に送られる。ノイズリダクション回路４５では、蛍光画像信号のノイズの低減化が行われる。蛍光画像信号に含まれるノイズ成分はＡＧＣ回路４４において平均輝度比が乗じられることにより増幅される。従って、増幅されたノイズは画像を十分に劣化させるが、ノイズリダクション回路４５によって増幅されたノイズが低減化される。

参照光画像信号及びノイズの低減化の行われた蛍光画像信号は、擬似カラー画像演算回路４６に送られる。擬似カラー画像演算回路４６では、最初に各画素の相対輝度が求められる。次に相対輝度に基づいて各画素の色付けを行なうか否かの判別処理が行なわれる。最後に、判別に基づいて、擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号が生成される。これらの各動作について以下に説明する。

相対輝度は、参照光画像全体における位置と自家蛍光画像全体における位置とが同一の画素の輝度を用いて求められる。相対輝度は、自家蛍光画像の画素の輝度を参照光画像の画素の輝度によって除すことにより求められる。すなわち、相対輝度とは、参照光画像の画素の輝度に対する自家蛍光画像の画素の輝度である。

システムコントローラ２１にはＲＯＭ（図示せず）が接続される。ＲＯＭには判別に用いられる第１〜第４の閾値が記憶されている。第１、第２、第３、第４の閾値はオペレータにより調整可能であるが、初期設定としてそれぞれ０．３３、１．６７、０．５、１．５に定められる。なお、第１の閾値はそのときの第３の閾値未満の範囲内で調整可能であり、第２の閾値はそのときの第４の閾値を越える範囲内で調整可能であり、第３の閾値はそのときの第１の閾値と第４の閾値の間の範囲内で調整可能であり、第４の閾値はそのときの第３の閾値と第２の閾値との間の範囲内で調整可能である。

擬似カラー画像演算回路４６には、システムコントローラ２１を介してＲＯＭから第１〜第４の閾値に相当する電気信号が送られる。擬似カラー画像演算回路４６における判別処理では、画素毎の相対輝度が、第１の閾値未満である第１の範囲、第１の閾値以上で第３の閾値未満である第２の範囲、第３の閾値以上で第４の範囲以下である第３の範囲、第４の範囲を超え第２の範囲以下である第４の範囲、第４の範囲を超える第５の範囲のいずれかであるかが判別される。

判別結果に基づいて、参照光画像信号を基にして擬似カラー画像信号が生成される。擬似カラー画像信号に相当する擬似カラー画像では、相対輝度が第１、第５の範囲に入る画素は赤色で表示され、相対輝度が第２、第４の範囲に入る画素は黄色で表示され、また相対輝度が第３の範囲に入る画素は元の参照光画像と同じ色で表示される。

参照光画像と自家蛍光画像とに基づいて作成される擬似カラー画像について、図５に示す参照光画像、図６に示す自家蛍光画像、及び図７に表示される擬似カラー画像を例として説明する。図５における参照光画像には画面奥に延びる管空部Ｈｏ、内壁部Ｗａ、及び分離壁部Ｓｅが表示されている。図６において、自家蛍光画像の中央に映る分離壁部Ｓｅにおいて他の部位より蛍光の発光量が低く、自家蛍光画像の右下に映る内壁部Ｗａ１において他の部位より蛍光の発光量が大きい。

このような参照光画像及び自家蛍光画像によって作成される擬似カラー画像においては、中央に映る分離壁部Ｓｅ１に相当する画素の相対輝度が第１の範囲にあり、この部位が赤色で表示される。また、分離壁部Ｓｅ１の周囲Ｓｅ２に相当する画素の相対輝度が第２の範囲にあり、この部位は黄色で表示される。

また、この擬似カラー画像においては、右下の内壁部Ｗａ１に相当する画素の相対輝度が第５の範囲にあり、この部位も赤色で表示される。また、内壁部Ｗａ１の周囲Ｗａ２に相当する画素の相対輝度が第４の範囲にあり、この部位も黄色で表示される。他の部位に相当する画素の相対輝度は第３の範囲にあり、この部位は参照光画像と同じ画像が表示される。

生成された擬似カラー画像信号は、後段信号処理回路４７に送られる。後段信号処理回路４７において、送られた擬似カラー画像信号に対して前述のように所定の信号処理が施される。

なお、擬似カラー画像と、参照光画像および自家蛍光画像の少なくとも一方とを表示させる複数画像表示させる場合は、さらに、擬似カラー画像、参照光画像、および自家蛍光画像の表示サイズの縮小および全体における表示位置の割付等の処理がさらに行われる。この場合、後段信号処理回路４７には参照光画像信号および自家蛍光画像信号の少なくとも一方が、擬似カラー画像信号とともに後段信号処理回路４７に送られる。

擬似カラー画像モードにおいて行なわれる、参照光と励起光との切替え、第１、第２スイッチｓｗ１、ｓｗ２の切替え、第１、第２メモリ４２ａ、４２ｂの駆動、及び擬似カラー画像信号の生成のタイミングについて、図８のタイミングチャートを用いて説明する。

タイミングコントローラ２２から、周期的にＨＩＧＨ（タイミングｔ１、ｔ５参照）とＬＯＷ（タイミングｔ４、ｔ８参照）とが繰返される方形波であるフレーム信号およびフィールド信号が、励起用光源制御回路３６、シャッタ駆動回路３７、及び撮像素子駆動回路２３に送られる。

なお、フレーム信号がＨＩＧＨまたはＬＯＷである期間は、フィールド信号がＨＩＧＨまたはＬＯＷである期間の２倍の長さに設定される。また、フレーム信号がＨＩＧＨになると同時にフィールド信号がＨＩＧＨに切替わり、フレーム信号がＨＩＧＨである間にフィールド信号は一旦ＬＯＷに切替わり、フレーム信号がＬＯＷになると同時にフィールド信号は再度ＨＩＧＨに切替わるようにタイミングが調整されている。

フィールド信号のＨＩＧＨの期間（タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５参照）において、シャッタ駆動回路３７による参照光を通過させるためのシャッタ３２の駆動、及び励起用光源制御回路３６による励起用光源３１Ｆの消灯によって参照光のみが被写体に照射される。

一方、フィールド信号のＬＯＷの期間（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６参照）において、励起用光源制御回路３６による励起用光源３１Ｆの発光、及びシャッタ駆動回路３７による参照光を遮光させるためのシャッタ３２の駆動によって励起光のみが照射される。

フィールド信号がＨＩＧＨの期間（タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５参照）に生成される画像信号は、参照光画像信号（ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３）として第１メモリ４２ａに格納される。また、この期間に第１スイッチｓｗ１は、第２入力端４３ｉｎ２が第１出力端４３ｏｕｔ１と接続するように切替えられる。さらに、この期間に第２スイッチｓｗ２は、第３入力端４３ｉｎ３が第２出力端４３ｏｕｔ２と接続するように切替えられる。

従って、この期間にＡＧＣ回路４４には、参照光画像信号が前段信号処理回路４１から、蛍光画像信号が第２メモリ４２ｂから送られる。例えば、タイミングｔ３において生成され参照光画像信号ＷＬ２と、タイミングｔ２において生成され第２メモリ４２ｂに格納された蛍光画像信号ＦＬ１とが、タイミングｔ３にＡＧＣ回路４４に送られる。また、タイミングｔ５において生成された参照光画像信号ＷＬ３と、タイミングｔ４において生成され第２メモリ４２ｂに格納された蛍光画像信号ＦＬ２とが、タイミングｔ５にＡＧＣ回路４４に送られる。

一方、フィールド信号がＬＯＷの期間（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６参照）に生成される画像信号は、蛍光画像信号（ＦＬ１、ＦＬ２、ＦＬ３）として第２メモリ４２ｂに格納される。また、この期間に第１スイッチｓｗ１は、第１入力端４３ｉｎ１が第１出力端４３ｏｕｔ１と接続するように切替えられる。さらに、この期間に第２スイッチｓｗ２は、第４入力端４３ｉｎ４が第２出力端４３ｏｕｔ２と接続するように切替えられる。

従って、この期間にＡＧＣ回路４４には、参照光画像信号が第１メモリ４２ａから、蛍光画像信号が前段信号処理回路４１から送られる。例えば、タイミングｔ１において生成され第１メモリ４２ａに格納された参照光画像信号ＷＬ１と、タイミングｔ２において生成された蛍光画像信号ＦＬ１とが、タイミングｔ２にＡＧＣ回路４４に送られる。また、タイミングｔ３において生成され第１メモリ４２ａに格納された参照光画像信号ＷＬ２と、タイミングｔ４において生成された蛍光画像信号ＦＬ２とが、タイミングｔ４にＡＧＣ回路４４に送られる。

前述のように、ＡＧＣ回路４４に同時に送られた参照光画像信号と蛍光画像信号に基づいて、擬似カラー画像演算回路４６において、擬似カラー画像信号が生成される。

次にシステムコントローラ２１、タイミングコントローラ２２、および画像処理ユニット４０において行なわれる擬似カラー画像の作成処理について図９、図１０のフローチャートを用いて説明する。

擬似カラー画像モードに切替えられることにより、本実施形態における擬似カラー画像の生成処理が開始される。まず、ステップＳ１００において、タイミングコントローラ２２から出力されるフィールド信号がＨＩＧＨに切替えられる。次のステップＳ１０１では、フィールド信号がＨＩＧＨであるかＬＯＷであるかが判別される。なお、後述するようにステップＳ１１６の後にステップＳ１０１に戻るので、ステップＳ１０１においてフィールド信号がＬＯＷに切替えられていることがある。

ステップＳ１０１において、フィールド信号がＨＩＧＨに切替えられているときは、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、被写体を照射する光が参照光に切替えられる。その後、ステップＳ１０３に進み、撮像素子駆動回路２３に撮像素子５２を駆動させ、参照光画像を撮像させる。

参照光画像の撮像後にステップＳ１０４において、前段信号処理回路４１において所定の信号処理の施された後、参照光画像信号が第１メモリ４２ａに格納される。同時に、前段信号処理回路４２ａから送られる参照光画像信号は、第２メモリ４２ｂに格納された蛍光画像信号とともにＡＧＣ回路４４に送られる。

ステップＳ１０１において、フィールド信号がＬＯＷに切替えられているときは、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、被写体を照射する光が励起光に切替えられる。その後、ステップＳ１０６に進み、撮像素子駆動回路２３に撮像素子５２を駆動させ、自家蛍光画像を撮像させる。

自家蛍光画像の撮像後にステップＳ１０７において、前段信号処理回路４１において所定の信号処理の施された後、蛍光画像信号が第２メモリ４２ｂに格納される。同時に、前段信号処理回路４１から送られる蛍光画像信号は、第１メモリ４２ａに格納された参照光画像信号とともにＡＧＣ回路４４に送られる。

ステップＳ１０４又はステップＳ１０７の終了後、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、参照光画像信号の輝度成分に基づいて、蛍光画像信号の輝度成分が正規化される。次のステップＳ１０９では、正規化により増幅される蛍光画像信号のノイズ成分の低減化が行われる。

ノイズの低減化の後にステップＳ１１０、ステップＳ１１１において擬似カラー画像信号の生成が行なわれる。すなわち、ステップＳ１１０において、参照光画像信号及びノイズの軽減された蛍光画像信号に基づいて画素毎の相対輝度が求められる。ステップＳ１１１では相対輝度に基づいて、擬似カラー画像信号が生成される。

擬似カラー画像信号が生成されるとステップＳ１１２に進み、単画像表示または複数画像表示のいずれが選択されているかが確認される。複数画像表示が選択されているときはステップＳ１１３に進み、複数画像表示にするための縮小や割付等の処理が施される。複数画像表示にするための処理の後またはステップＳ１１２において単画像表示が選択されているとき、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では画像信号に所定の信号処理が施され、さらにＤ／Ａ変換が行われ映像信号に変換され、モニタ６０に出力される。

次のステップＳ１１５において、擬似カラー画像モードが他の画像モードに切替えられているか否かが判別される。擬似カラー画像モードから参照光画像モードまたは自家蛍光画像モードに切替えられていないときは、ステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、フィールド信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷが切替えられる。すなわち、ステップＳ１０１においてフィールド信号がＨＩＧＨであるときはＬＯＷに切替えられ、ＬＯＷであるときはＨＩＧＨに切替えられる。フィールド信号のＨＩＧＨ／ＬＯＷの切替え後、ステップＳ１０１に戻る。

以後、ステップＳ１１５において擬似カラー画像モードから他のモードに切替えられていることが確認されるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１５の処理及び動作が繰返される。ステップＳ１１５において、他のモードに切替えられているときに擬似カラー画像の生成処理は終了する。

以上のように、本実施形態の内視鏡プロセッサ２０によれば、健常部よりも蛍光の発光量の低い箇所および高い箇所の両方とも視認しやすい擬似カラー画像を表示可能である。従って、オペレータにより病変部の特定が容易になる。

また、擬似カラー画像とともに参照光画像及び自家蛍光画像をモニタ６０に表示させることが可能である。従って、擬似カラー画像により病変部であると疑われる箇所の参照光画像と自家蛍光画像を見比べることが可能であり、病変部の特定が容易となる。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では擬似カラー画像が第１の実施形態と異なっている。従って、擬似カラー画像演算回路４６において生成される擬似カラー画像信号が第１の実施形態と異なっている。擬似カラー画像演算回路４６における処理以外の構成は、第１の実施形態と同じである。

擬似カラー画像演算回路４６にはノイズリダクション回路４５から、参照光画像信号とノイズの低減化された蛍光画像信号が送られる。第１の実施形態と同じく、擬似カラー画像演算回路４６では最初に各画素の相対輝度が求められる。

第１の実施形態では、相対輝度が第１〜第５の範囲のいずれに属するかによって色付けを行なっていたが、本実施形態の擬似カラー画像では相対輝度の変化に応じて色相を変化させている。

本実施形態における擬似カラー画像についてさらに詳細に説明する。相対輝度が１である画素は、色相環上（図１１参照）のＣｙによって色付けられる。相対輝度が０である画素は、色相環上のＲによって色付けられる。また、相対輝度が２以上である画素も、色相環上のＲによって色付けられる。

相対輝度が０より大きく１より小さい画素は、その相対輝度が１から０に近付くほどに色相環上のＣｙからＢ、Ｍｇの方向、すなわち反時計回りの方向に沿って色相を変えられる。一方、相対輝度が１より大きく２より小さい画素は、その相対輝度が１から２に近付くほどに色相環上のＣｙからＧ、ＹＩの方向、すなわち時計回りの方向に沿って色相を変えられる。

従って、図５に示した参照光画像と図６に示した自家蛍光画像から、図１２に示す擬似カラー画像が作成される。本実施形態の擬似カラー画像においては、中央に映る分離壁部Ｓｅの中央部から、その上下の周囲、さらにその周囲に移動するに応じて各画素の相対輝度は、０から１に変化している。従って、それに応じて画素の色相がＲからＹＩ、ＹＩからＧ、ＧからＣｙへと変化している。

また、右下に映る内壁部Ｗａ１から、その下方の周囲、さらにその周囲に移動するに応じて各画素の相対輝度は、２から１に変化している。従って、それに応じて画素の色相がＲからＭｇ、ＭｇからＢ、ＢからＣｙへと変化している。

以上のように第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサ２０によれば、健常部よりも蛍光の発光量の低い箇所および高い箇所の両方とも視認しやすい擬似カラー画像を表示可能である。

また、第１の実施形態では、色が切替わる箇所においてランダムノイズの影響により不安定なちらつきが発生することがある。一方、本実施形態では、相対輝度に応じて色相を変化させるので、視認されるちらつきを低減化させることが可能になる。なお、第１の実施形態における擬似カラー画像では不安定なちらつきが視認される一方で、第２の実施形態における擬似カラー画像と異なり、健常部については参照光画像が表示される利点を有する。

なお、第１、第２の実施形態において、相対輝度は参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比とする構成であったが、同一の画素における自家蛍光画像の輝度に対する参照光画像の輝度の比であってもよい。このようにして算出される相対輝度であっても、第１の実施形態では、前述の擬似カラー画像が作成される。第２の実施形態では、相対輝度を変化させるための色相環の回転方向を逆方向に変えれば、前述の第２の実施形態の擬似カラー画像が作成される。

また、第１、第２の実施形態において、画素の相対輝度に応じた色付けの施された擬似カラー画像が作成される構成であったが、同一の画素における参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを表す変数に応じた色付けを行なえばよい。例えば、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差分である輝度差、参照光画像の輝度と自家蛍光画像の輝度の差を参照光画像の輝度により除した輝度減少率を相対輝度として、擬似カラー画像の作成に用いることも可能である。

また、第１、第２の実施形態において、蛍光画像信号の輝度信号成分が正規化される構成であるが、参照光画像信号の輝度信号成分が正規化される構成であってもよい。参照光画像信号の輝度信号成分を正規化する構成において、相対輝度は正規化が行われた参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の比として算出される。または、相対輝度は前述のように同一の画像における正規化された参照光画像の輝度に対する自家蛍光画像の輝度の大きさを示すいずれかの変数として算出される。

なお、第１、第２の実施形態において、蛍光画像信号の輝度信号成分の正規化を行なっているが、行なわなくてもそれぞれの実施形態と同様の効果を得ることが出来る。正規化を行なわずに算出される各画素の相対輝度によっても、健常部に比べて蛍光の発光量の小さな画素と大きな画素を判別することは可能である。

ただし、正規化を行なわない場合には、撮影箇所の違いや絞り３３による参照光の光量の調整等により、病変部と推定される画素の相対輝度が変化することになる。第１の実施形態のように相対輝度の属する範囲に応じて色が切替えられる構成では、撮影毎に第１〜第５の範囲を設定することにより前述の第１の実施形態における擬似カラー画像と同様の画像を生成することが可能である。第２の実施形態のように相対輝度に応じて色相環上に沿って色相を変化させる構成では、撮影毎にＣｙに色付けするときの相対輝度、およびＲに色付けするときの相対輝度を設定することにより前述の第２の実施形態における擬似カラー画像と同様の画像を生成することが可能である。

また、第１の実施形態において、相対輝度が第１、第５の領域に属する画素を赤色、相対輝度が第２、第４の領域に属する画素を黄色に色付ける構成であるが、何色であってもよい。さらには、相対輝度が第１、第５の領域に属する画素、及び相対輝度が第２、第４の領域に属する画素を異なる色で色付けしてもよい。

また、第１の実施形態において、相対輝度が第１、第５の範囲に属する画素を赤色に、相対輝度が第３、第４の範囲に属する画素を黄色に色付けする構成であるが、それぞれの画素の赤みを強調又は黄みを強調する構成であってもよい。このような構成であれば、相対輝度が第１、第２、第４、及び第５の範囲に属する画素における写像も表示されるので、参照光画像を確認するために画像の切替えが不要となる。

また、第２の実施形態において、相対輝度が１である画素をＣｙで色付けする構成であるが、色相環上のいずれかの色に色付けする構成であってもよい。また、相対輝度が０から大きくなるにつれて色相環の時計回り方向に沿って画素の色相を変化させる構成であるが、反時計回りの方向に沿って色相を変化させる構成であってもよい。

また、本実施形態を適用した内視鏡プロセッサは、光源ユニットを内蔵する汎用の内視鏡プロセッサ、または外部の光源ユニットに接続可能な汎用の内視鏡プロセッサに擬似カラー画像作成プログラムを読込ませて構成することも可能である。

本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。光源ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。シャッタの正面図である。画像処理ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。参照光画像の一例を示す図である。図５に表示される参照光画像と同じ被写体の自家蛍光画像である。図５に表示される参照光画像と図６に表示される自家蛍光画像とから作成される第１の実施形態の擬似カラー画像である。擬似カラー画像モードのときに内視鏡プロセッサにより行なわれる動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。擬似カラー画像の作成処理を説明するための第１のフローチャートである。擬似カラー画像の作成処理を説明するための第２のフローチャートである。第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサにおいて、相対輝度比に応じて変化させる色相を説明するための色相環である。図５に表示される参照光画像と図６に表示される自家蛍光画像とから作成される第２の実施形態の擬似カラー画像である。

符号の説明

１０内視鏡システム
２０内視鏡プロセッサ
２１システムコントローラ
２２タイミングコントローラ
３１Ｗ参照用光源
３１Ｆ励起用光源
３２シャッタ
３６励起用光源制御回路
３７シャッタ駆動回路
４１前段信号処理回路
４２ａ、４２ｂ第１、第２メモリ
４３スイッチ回路
４３ｉｎ１〜４３ｉｎ４第１〜第４入力端
４３ｏｕｔ１、４３ｏｕｔ２第１、第２出力端
４４ＡＧＣ回路
４５ノイズリダクション回路
４６擬似カラー画像演算回路
４７後段信号処理回路
５０電子内視鏡
５２撮像素子
６０モニタ

Claims

生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段から、前記参照光が照射される時に生成される前記画像信号である参照光画像信号と前記励起光が照射される時に生成される前記画像信号である蛍光画像信号とを受信する受信部と、
前記参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と、前記蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、
同一の領域における前記参照光輝度に対する前記蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における前記蛍光輝度からの前記参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と、前記相対輝度または前記輝度差が第２の閾値より大きい領域とが、前記参照光画像または前記蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
前記参照光画像或いは前記自家蛍光画像の一方を基準として、他方の画像の輝度を正規化する正規化処理部を備え、
前記画像信号生成部が、前記参照光輝度或いは前記蛍光輝度のいずれか一方を、正規化された前記参照光輝度或いは正規化された前記蛍光輝度に置換えて、前記擬似カラー画像信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
前記正規化は、
前記参照光画像または前記自家蛍光画像のいずれか一方の正規化を行う画像全体の平均輝度に対する他方の画像全体の平均輝度の比である平均輝度比を求め、
前記正規化を行なう画像を構成する各領域の輝度に前記平均輝度比を乗じることにより行なわれる
ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡プロセッサ。
前記画像信号生成部は、前記相対輝度または前記輝度差が前記第１の閾値より小さい領域と、前記相対輝度または前記輝度差が前記第２の閾値より大きい領域とが、同じ第１の色となるように前記擬似カラー画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
前記画像信号生成部は、前記第１の閾値より大きな第３の閾値に比べて前記相対輝度または前記輝度差が小さい領域と、前記第２の閾値より小さな第４の閾値に比べて前記相対輝度または前記輝度差が大きい領域とが、同じ第２の色となるように前記擬似カラー画像信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡プロセッサ。
前記画像信号生成部は、前記相対輝度または前記輝度差に応じて前記領域の色相を色相環に沿って変化させるように前記擬似カラー画像信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
前記画像信号生成部は、
前記相対輝度または前記輝度差が予め定められる基準値である領域を、前記色相環上の第３の色となるように変化させ、
前記相対輝度または前記輝度差が前記基準値より大きな領域の色相を、前記色相環の第１の方向に沿って前記第３の色から変化させ、
前記相対輝度または前記輝度差が前記基準値より小さな領域の色相を、前記色相環の前記第１の方向と逆の第２の方向に沿って前記第３の色から変化させるように前記擬似カラー画像データを生成する
ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡プロセッサ。
前記被写体を照射する光を、前記参照光と前記励起光のいずれかに切替える切替え部と、
前記被写体へ照射する光が前記参照光に切替えられている間に生成される画像信号を前記参照光画像信号に定め、前記被写体へ照射する光が前記励起光に切替えられている間に生成される画像信号を前記蛍光画像信号に定める設定部とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
前記擬似カラー画像を表示するモニタに、前記参照光画像、及び前記自家蛍光画像のいずれか一方、或いは両方を前記擬似カラー画像とともに表示させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段から、前記参照光が照射される時に生成される前記画像信号である参照光画像信号と前記励起光が照射されるときに生成される前記画像信号である蛍光画像信号とを受信する受信部と、
前記参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と、前記蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、
同一の領域における前記参照光輝度に対する前記蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における前記蛍光輝度からの前記参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と、前記相対輝度または前記輝度差が第２の閾値より大きい領域とが、前記参照光画像または前記蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部として内視鏡プロセッサを機能させる
ことを特徴とする擬似カラー画像作成プログラム。
生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または参照光が交互に照射されるそれぞれの被写体の光学像に基づいたそれぞれの画像信号を生成する撮像手段と、
前記参照光が照射される時に生成される前記画像信号である参照光画像信号に相当する参照光画像を構成する領域毎の参照光輝度と、前記励起光が照射されるときに生成される前記画像信号である蛍光画像信号に相当する蛍光画像を構成する領域毎の蛍光輝度とを求める輝度算出部と、
同一の領域における前記参照光輝度に対する前記蛍光輝度の比である相対輝度または同一の領域における前記蛍光輝度からの前記参照光輝度の差分である輝度差が第１の閾値より小さい領域と、前記相対輝度または前記輝度差が第２の閾値より大きい領域とが、前記参照光画像または前記蛍光画像における同一の領域とは異なる色である擬似カラー画像に相当する擬似カラー画像信号を生成する画像信号生成部と、
前記擬似カラー画像を表示するモニタを備える
ことを特徴とする蛍光内視鏡システム。